[發明專利]一種基于3D掃描的機器人鞋底自動涂膠系統及方法

在審

• 申請號: 201911291790.2
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110881748A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 苗慶偉;邵軍強;王志飛
• 申請（專利權）人: 埃視森智能科技（上海）有限公司
• 主分類號: A43D25/18
• 分類號: A43D25/18;B25J11/00;G01B11/24;G01B11/00
• 代理公司: 河南大象律師事務所 41129
• 代理人: 張輝

本發明公開了一種基于3D掃描的機器人鞋底自動涂膠系統及方法，通過雙相機和線激光掃描結合的方式獲得鞋底點云數據，結合線掃激光的特點提取鞋底涂膠輪廓，相比在涂膠平臺上的鞋底放置區用治具固持鞋底的方式對鞋底涂膠，該方法對鞋底放置狀態要求相對寬松，有效降低了鞋底自動涂膠設備的復雜性，具有更快的測量速度。本方法采用實時處理的方式處理圖像，對每條激光線圖像做去噪處理，獲取鞋底輪廓三維點云數據，并計算出鞋底的邊緣點。當鞋底被掃描完時能立即給出鞋底的邊緣軌跡及涂膠位姿。通過上述方式對鞋底三維數據快速準確的掃描測量，實現機器人自動涂膠，能夠有效提高企業生產效率，增加企業競爭力。

技術領域

本發明屬于鞋底涂膠領域，具體涉及一種基于3D掃描的機器人鞋底自動涂膠系統及方法。

背景技術

在靴革加工制造行業中，目前的鞋底涂膠工序大多由人工來完成，費時費力且質量不均。另外，該工序涉及到氣體、液體等多種介質，其多變的性能使得涂膠工藝變得復雜。而隨著綠色環保和改善勞動者的工作環境要求越來越高，這不斷促使了生產商對新技術的嘗試與使用。在國內機器人的研究開發工作已有多年，其研究成果已相繼應用到實際生產中。因此，在涂膠工藝中引入機器人技術是實在必行的，涂膠機器人的研究與開發對我國輕工支柱產業之一的制鞋行業來說具有巨大的經濟價值和社會效益。在制鞋行業里涂膠機器人已經應用于生產中，對機器人來說，如何在復雜的工藝中實現高精度與高穩定性的涂膠是一個具有挑戰性的問題。

中國專利公開號CN105342070A公開了一種鞋底三維涂膠方法及裝置，該裝置和方法是先將鞋底固定好；然后通過三維激光掃描系統對上述的鞋底掃描,獲取鞋底的待涂膠部位的三維坐標,存儲在電腦中；再由電腦依據獲取的三維坐標驅動涂膠膠嘴給待涂膠的鞋底涂膠。這種涂膠方式的缺陷在于掃描涂膠前必須先將鞋子固定好，這就要求必須要有一道負責固定鞋子的工序，從而增加了人力成本，降低了生產效率。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術的不足，而提供一種基于3D掃描的機器人鞋底自動涂膠系統，可以使鞋子隨意擺放也能實現掃描涂膠，本發明同時提供了一種使用上述系統的機器人鞋底自動涂膠方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：一種基于3D掃描的機器人鞋底自動涂膠系統，包括視覺處理單元，所述視覺處理單元包括上位機及與其通訊連接的三維傳感器，所述三維傳感器固定于傳感器安裝架上，三維傳感器下方設有用于放置待涂膠工件的工件放置機構，工件放置機構的一側設有用于對待涂膠工件進行涂膠操作的涂膠機器人，所述涂膠機器人包括膠槍和用于與上位機通訊驅動連接以控制其運動的機械手，所述膠槍安裝于機械手的末端；所述三維傳感器包括兩個相機和一個線激光器，所述線激光器用于與對應的驅動電機連接，所述相機和驅動電機均與上位機通訊連接，所述三維傳感器獲取待涂膠工件的信息傳輸給所述上位機，所述上位機控制所述驅動電機運動以使線激光器掃描待涂膠工件。

在本發明另一個實施例中，所述工件放置機構為傳送帶傳動機構以用于將工件沿傳送帶移動方向傳動。

在本發明另一個實施例中，所述傳送帶傳動機構還包括用于檢測傳送帶運動的編碼器。

本發明基于3D掃描的機器人鞋底自動涂膠方法的技術方案包括如下步驟：

(1)安裝三維傳感器，標定坐標系：將三維傳感器安裝于工件放置機構掃描點上方設定位置處，標定相機坐標系與涂膠機器人的機械手工具坐標系的關系；

(2)采集數據：將工件移送至工件放置機構上的掃描點處，利用三維傳感器拍攝圖像、掃描數據；

(3)判斷有無工件：根據三維傳感器所拍攝的圖像和數據信息判斷是否存在工件，如果不存在則返回上一步驟，如果存在則將工件移至涂膠機器人的涂膠位置處；

(4)工件數據處理：對三維傳感器掃描的三維數據進行處理，提取輪廓點，處理獲取待涂膠工件的外輪廓數據，并進一步生成涂膠軌跡數據；